T.C.
SELÇUK ÜNİVERSİTESİ SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
İMPLANT UYGULAMALARINDA FARKLI YÜZEY
ÖZELLİKLERİNİN OSSEOİNTEGRASYON ÜZERİNE ETKİSİNİN
REZONANS FREKANS ANALİZİ İLE DEĞERLENDİRİLMESİ
Burcu GÜRSOYTRAK
DOKTORA TEZİ
AĞIZ, DİŞ ve ÇENE CERRAHİSİ ANABİLİM DALI
Danışman
Prof. Dr. Hanife ATAOĞLU
T.C.
SELÇUK ÜNİVERSİTESİ SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
İMPLANT UYGULAMALARINDA FARKLI YÜZEY
ÖZELLİKLERİNİN OSSEOİNTEGRASYON ÜZERİNE ETKİSİNİN
REZONANS FREKANS ANALİZİ İLE DEĞERLENDİRİLMESİ
Burcu GÜRSOYTRAK
DOKTORA TEZİ
AĞIZ, DİŞ ve ÇENE CERRAHİSİANABİLİM DALI
Danışman
Prof. Dr. Hanife ATAOĞLU
Bu araştırma Selçuk Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü tarafından11202003proje numarası ile desteklenmiştir.
i. ÖNSÖZ
Doktora eğitimim süresince “Yurt İçi Doktora Burs Programı” ile doktora bursu vererek bu tezi oluşturmama katkıda bulunan TÜBİTAK’a
Doktora ve klinik eğitimimde ve tezimin hazırlanmasında değerli bilgilerini, tecrübelerini, zamanını ve desteğini benden esirgemeyen değerli hocam ve tez danışmanım Prof. Dr. Hanife ATAOĞLU’na,
Ağız, Diş ve Çene Cerrahisi eğitimim süresince pratik ve teorik olarak katkıda bulunan tecrübe ve deneyimlerini benimle paylaşan Anabilim Dalımızda görev yapmış olan ve görev yapmakta olan değerli tüm öğretim üyelerine, birlikte çalıştığım araştırma görevlisi ve doktora öğrencisi arkadaşlarıma özellikle Dt. Abdullah ÖZEL’e ve bölümümüz personellerine ayrı ayrı,
Tüm eğitim hayatım boyunca bana her zaman destek olan ve benim bu günlere gelmemi sağlayan kıymetli annem Havvana KÜÇÜK’e, babam İsa POYRAZ’a, ablam Elif KOÇULU’ya ve Mustafa KOÇULU’ ya
Her zaman yanımda olan ve özellikle tez dönemindeki çalışmalarım süresince gösterdiği anlayış ve destekten dolayı sevgili eşim Orhan GÜRSOYTRAK’a ve hayatımın anlamı oğlum Ali Demiralp GÜRSOYTRAK’a
İÇİNDEKİLER
i. ÖNSÖZ ... i
ii. İÇİNDEKİLER………...ii
iii. SİMGELER VE KISALTMALAR ... iv
l. GİRİŞ ... 1
1. 1. Dental İmplantlar ... 1
1. 1. 1. Dental İmplant Tarihçesi ve Gelişimi ... 1
1. 2. Osseointegrasyon ... 2
1. 2. 1. Osseointegrasyonun Işık Mikroskobunda Değerlendirilmesi ... 3
1. 2. 2. Yumuşak Doku Ara Yüzü ... 4
1. 2. 3. Kemik–İmplant Ara Yüzü ... 4
1. 2. 4. Osseointegrasyonun Biyolojik Proçesi ... 5
1. 3. Primer İmplant Stabilitesi ... 6
1. 3. 1. İmplant Stabilite Ölçümleri ... 7
1. 4. İmplant Biyomateryalleri ... 19
1. 4. 1. Metal ve Metal Alaşımları ... 19
1. 4. 2. İmplant Yüzeyleri ve Bunları Oluşturmak İçin Kullanılan Yöntemler ... 22
1. 4. 3. Yeni Yüzey Modifikasyonları ... 38
2. GEREÇ ve YÖNTEM ... 48
2. 1. Çalışmaya Dahil Olma Kriterleri ... 48
2. 2. Hasta Bilgileri ... 48
2. 3. Lasak İmpladent Sistemi ... 49
2. 4. Cerrahi Teknik ... 49
2. 5. Veri Oluşturulması ... 51
2. 6. İstatistiksel Analiz Yöntemi ... 52
3. BULGULAR ... 53
3. 2. Gruplar Arası Karşılaştırma ... 54
3. 3. Gruplar Bağlamında Çapraz Karşılaştırmalar ... 58
3. 3. 1. Biyoaktif Yüzey ... 58
3. 3. 2. Standart Yüzey ... 60
3. 4. Gruplar Bağlamında Cinsiyete Göre Kıyaslama ... 63
3. 4. 1. Kadın ... 63 3. 4. 2. Erkek ... 66 4. TARTIŞMA ... 70 5. SONUÇ ve ÖNERİLER ... 88 6. ÖZET ... 90 7. SUMMARY ... 91 8.KAYNAKLAR ... 92 9. EKLER ... 110
EK-A. Selçuk Üniversitesi Selçuklu Tıp Fakültesi Konya Klinik Araştırmalar Etik Kurulu Kararı ... 111
EK-B. Etik Kurul Onaylı Bilgilendirilmiş Gönüllü Onayı Formu ... 112
iii.SİMGELER VE KISALTMALAR
Al2O3: Alumina
ASA: American Society of Anesthesiologists (Amerikan Anesteziyoloji Derneği) BL: Bukko-lingual
By: Biyoaktif Yüzey CaP: Kalsiyum Fosfat
Co-Cr-Mo: Kobalt-Krom- Molibden Fe-Cr-Ni: Demir-Krom-Nikel FFT: Fast Fourier Transform H2SO4: Sülfürik Asit
H3PO4:Orto Fosforik Asit
HA: Hidroksiapatit HCl: Hidroklorik Asit HF: Hidroflorik Asit Hft: Hafta
HNO3:Nitrik Asit
HZH: Hızlanma Zamanı Hikâyesi (Acceleration Time History) ISQ: İmplant Stability Quotient (İmplant Stabilite Değeri) KİT: Kemik-İmplant Teması
KMP: Kemik Morfogenetik Protein
KMP-2: Rekombinant İnsan Kemik Morfogenetik Proteini KZ: Kuvvet Zaman
MD: Mesiyo-distal
NaOH: Sodyum Hidroksit Ncm: Newton Santimetre nm: Nanometre
OPS:Operasyon Sırasında Ort: Ortalama
PGE2: Prostoglandin E2
PLGA: Kopolilaktik/Glikolik Asit (Çözünebilen Enjekte Edilebilir Polimer) PTD: Periotest Değerleri (Periotest Value)
Rf: Rezonans Frekansı
RFA: Rezonans Frekans Analizi RGD: Arjinin-Glisin-Aspartik Asit
SLA:Sand Blasted-Large Grit-Acid Etched Sy: Standart Yüzey
TCP: Trikalsiyum Fosfat
TGF-B: Transforming Growth Factor β TiAl6V4:Titanyum-Alüminyum-Vanadyum
TiF4:Titanyum Tetraflorid
TiO2:Titanyum dioksit
l. GİRİŞ
1. 1. Dental İmplantlar
Protez terimleri sözlüğüne göre dental implantlar; sabit veya hareketli protezler için retansiyon ve stabilite sağlamak amacıyla ağız dokularına mukozal ve/veya periostal tabakanın altına ve kemiğin üstüne veya içine implante edilen, alloplastik materyalden yapılmış protetik aygıt; sabit veya hareketli protezleri desteklemek için çene kemiğinin üzerine veya içerisine yerleştirilen cisimler olarak tanımlanmaktadır (Glossary of Prosthodontic Terms 2005).
1. 1. 1. Dental İmplant Tarihçesi ve Gelişimi
Kayıtlı ilk dental implant örnekleri, Kolomb’un Amerika’yı keşfinden önceki döneme ait olan arkeolojik kazılarda bulunan bir mandibula parçasındaki alt kesici dişlerin soketlerine yerleştirilen diş benzeri üç adet deniz kabuğudur (Fagan 1990, Ring 1993 ). Eski Mısır kayıtlarında hayvan ve oyma fildişi dişler basit implantolojinin en eski örneklerindendir (Peterson ve ark. 2003).
Ambroise Pare 16. yüzyılda, transplantasyonun avantajları üzerinde durmuştur (McKinney 1991). 17. yüzyılda Fransız diş hekimi M. Dupont, çekilen dişlerin sinirlerini alarak çekim soketlerine tekrar yerleştirmiştir. 18. ve 19. yüzyıllarda İngiliz ve Amerikan kolonilerinde fakir insanların dişleri çekilerek zengin insanlara transplante edildiği bilinmektedir; ancak klinik sonuçlar ankiloz ya da kök rezorbsiyonu olduğundan, eksik dişlerin yerine konulabilinecek yeni materyallerin arayışına neden olmuştur (Watzek 1996).
Maggiolo (1809) yeni çekim yapılmış bir diş soketine tek aşamalı altın implant yerleştirmesine rağmen, operasyon sonrası ağrı ve enflamasyon oluştuğunu gözlemlemiştir. Birçok materyal denenmiş ve 1900’lerin başlarında Lambotte; alüminyum, gümüş, pirinç, kırmızı bakır, magnezyum, altın ve nikel ile kaplanmış yumuşak çelik implantlar üretmiştir ( Lambotte 1909 ).
1950’lere yaklaşıldığında implant başarısı için en fazla birkaç yıldan bahsedilmektedir. 1938’de Strock ilk uzun dönem endosseos implantı yerleştirmiştir. Bu implant, jaket kuronun simantasyonu için konik şekilli başlık içeren kobalt-krom-molibden vidadan oluşmaktadır. 1955’te hastanın trafik kazasında ölümüne kadar bu implant stabil ve asemptomatik olarak kalmıştır. Bu sayede Strock, ilk kez metalik endoosteal dental implantların insan tarafından tolere edildiğini, 17 yıllık başarı oranıyla ispat etmiştir (Strock 1939).
İki aşamalı, yivli ve kök şeklindeki titanyum implant, ilk kez 1978’de Kuzey Amerika’da, Per-İngvar Branemark tarafından tanıtılmıştır. Branemark yaptığı çalışmada tavşanların femur kemiklerine titanyum diskleri yerleştirdikten sonra belli bir iyileşme dönemini takiben osseointegre olduğunu göstermiştir (Block ve Achong 2004). 1982 yılında Toronto’da Kuzey Amerika Diş Hekimleri Birliği’nin düzenlediği konferansta, Branemark’ın makalesinde geçen osseointegrasyon kavramı, kemik ile implant arasındaki ilişkiyi tanımlamıştır. Branemark’ın öncülüğünü yaptığı İsveçli araştırma ekibi, mandibulada 15 seneyi aşkın yüksek başarı oranı bildirmişlerdir. Diğer implant sistemlerinin gelişmesinde de Branemark ve arkadaşlarının çalışmaları büyük rol oynamıştır (Adell ve ark. 1981).
1. 2. Osseointegrasyon
Bazı araştırmacılar, osseointegrasyonu farklı açılardan tanımlamaya çalışmışlardır. Biyouyumlu bir materyalin canlı dokuya az ya da sıfır direnç ile başarılı biçimde yerleştirilebilmesi gerçeği, tıp ve diş hekimliği açısından devrim niteliği taşımaktadır. Branemark 1960’larda hayvan modellerinde titanyumu kullanırken, bunun gelecekte tıp ve diş hekimliği alanında hastaların rehabilitasyonu üzerinde de etkili olabileceği düşüncesinden yola çıkarak bir fenomenle karşı karşıya kalmış; bunu da ‘osseointegrasyon’ olarak tanımlamıştır. Osseointegrasyon, bir dizi klinik ve ultrastrüktürel gözlemlerle karakterize olup, implant ile kemik dokusu arasında yumuşak doku tabakası olmaksızın, canlı kemik ile biyouyumlu bir implantın dinamik etkileşimi olarak da tanımlanmıştır (Zarb ve Zarb 1985).
Branemark’ın tanımına göre osseointegrasyon, ışık mikroskobu altında implant yüzeyi ile canlı kemik dokusu arasında direkt temasın olmasıdır (Branemark ve ark. 1997). Bu tanımdan anlaşılacağı üzere osseointegrasyon aslında histolojik bir tanımlamadır. Klinik olarak kemik ile implantın sıkıca kaynaşması ve mobilite olmaması durumuna ise “rijit fiksasyon” denir (Albrektsson ve ark. 1981).
El Askary’ın osseointegrasyon tanımında; osseointegrasyonun normal olarak yeniden şekillenmiş kemik ile implant yüzeyi arasında bağ dokusu olmaksızın kurulan direkt bir bağlantı olduğunu öne sürmüştür. Bu tanım hala çok geneldir ve osteointegrasyonu her açıdan tanımlamamaktadır (El Askary ve ark.1999).
Oseointegrasyon, kırık uçlarının arada fibröz doku veya fibrokartilaj doku oluşmadan kemikleşmesiyle oluşan direk kemik iyileşmesiyle karıştırılabilir. Ancak aralarındaki fark osseointegrasyonda kemik kemikle değil; yabancı bir materyal olan implantla birleşir (Schenk ve Buser 1998).
Osseointegrasyon kavramı üzerinde çalışma yapan ve değişik tanımlamalar ortaya koyan birçok araştırmacı, osseointegrasyonun uzun dönem implant başarısındaki en önemli faktör olduğunu belirtmişlerdir (Özdemir ve ark. 1994).
1. 2. 1. Osseointegrasyonun Işık Mikroskobunda Değerlendirilmesi
Osseointegrasyonu belirlemenin güçlüğü, başarı ve başarısızlık arasındaki çizgide yatmaktadır. Erken dönemdeki çalışmalarda bu fenomeni değerlendirmek ve sayısallaştırmak için ışık mikroskobu kullanımı denenmiş; ama sıklıkla çelişkili sonuçlar elde edilmiştir. Işık mikroskobu ile yapılan analizler yeterli hassasiyette kesitlerin elde edilememesinden dolayı aşırı zor olmuştur (Zarb ve Zarb 1985).
Bir implantta in vivo koşullarda stabilite elde edilmesi için, minimum miktarda kemiğin implanta her alanda sıkıca adapte olması gerektiği öne sürülmüştür. Hala akla şu soru gelmektedir: Hangi sınıra kadar kemik teması, stabilite ve dolayısıyla osseointegrasyon ile ilişkilidir? Histolojik seviyede, osseointegrasyonun % 60’tan fazla kemik temasına ve her bir yivin % 70’ten
fazlasının kemikle dolmasına karşılık geldiği bildirilmiştir. Kemik temasının bir implantın farklı bölgelerinde devamsızlık gösterdiği bilinmektedir. Yakın geçmişte, araştırmacılar, hidroksiapatit kaplı titanyum implantların kemik ile olan ara yüzünü 3 boyutlu olarak temsil etmek üzere; seri kesitleri, bilgisayarlı tomografi ve bilgisayar grafikleri kullanmayı denemişlerdir. Kemik–implant temasının % 68,8 – 80,8 aralığında olduğu bulunmuştur. Bu bulgu, kısmi entegrasyonun (kemik-implant teması) klinik başarı için yeterli olduğu şeklinde yorumlanmamıştır. Bunun yerine, en iyi şartlarda bile %100 osseointegrasyon elde edilmesinin zor olduğu belirtilmiştir (Zarb ve Zarb 1985).
1. 2. 2. Yumuşak Doku Ara Yüzü
Mikroskobik değerlendirmeler doğal dişin aksine implantlarda, periodontal ligaman veya gingival sulkus bulunmadığını göstermiştir. Epitelin, dental plak yokken az miktarda inflamasyon olmak kaydıyla implantın boyun kısmı ile sıkıca adapte olduğu gözlenmiştir. Bağlantı epitelini ayırt edebilmek çoğunlukla zor olmaktadır; ancak epitelin implantı çevreleyen kemiğin koronalinde kaldığı belirlenmiştir (Zarb ve Zarb 1985). Alveol kemiği ve epitel arasında yoğun bir bağ doku tabakası yer alır. Bu tabaka genellikle implant yüzeyine paralel uzanan bağ doku fibrillerini içerir ve implant yüzeyine yaklaşırken vaskülarizasyonunda azalma eğilimi görülür. Ultrastrüktürel seviyede, implantlara komşu olarak görülen epitel hücrelerinde morfolojik açıdan hiçbir değişiklik yoktur. Sıklıkla titanyum yüzeye çok yakın bulunmasına rağmen, amorf granüler bir madde ile dolu olan küçük bir rezidüel boşluk daima mevcuttur. Bu koronal bölgede hücre membranı ve titanyum yüzey arasında hiçbir direkt temas gözlenmemiştir. Örnek hazırlanmasındaki sınırlamalar dolayısıyla implantı çevreleyen bağlantı epitelinin naturası başarılı olarak değerlendirilememiştir (Zarb ve Zarb 1985).
1. 2. 3. Kemik–İmplant Ara Yüzü
Kemik ve titanyum yüzey arasındaki etkileşim, öncelikle sınırları kesin olarak belirlenmiş bir yapıdan ziyade bir saha olarak tanımlanmaktadır. Bu sahanın, titanyumun polikristal yüzeyine yakın olan pek çok hücre, proteinler ve moleküllerden oluşmuş kompozit bir bütünlük olduğu bildirilmiştir. Hücre
seviyesinde, bir implantın çevre doku ile olan ilişkisi, titanyum implantın yüzeyinde oluşan pasif titanyum oksit ile kollajen, osteoblastlar, fibroblastlar ve kan elemanları arasındaki etkileşimden büyük ölçüde etkilenir. Dolayısıyla osteointegrasyon karmaşık bir süreç olup zamana bağımlıdır (Zarb ve Zarb 1985). Saf titanyum implantların atmosferle teması sonucu yüzey üzerinde bir metal oksidi oluşmaktadır. Saf titanyum implantların özellikleri ve biyolojik dokularla olan etkileşimleri bu titanyum oksit (TiO2) tabakası aracılığıyla tanımlanır. Oksit tabakası çok stabildir,
korozyona dirençlidir ve değişken bir kalınlığa sahip olması için manipüle edilebilir. Titanyum oksidin implantların başarılı osseointegrasyonunda anahtar bir role sahip olduğu düşünülmektedir (Zarb ve Zarb 1985).
1. 2. 4. Osseointegrasyonun Biyolojik Proçesi
İmplant çevresindeki kemik iyileşmesinde 3 aşama olduğu öne sürülmüştür. Osteofilik faz
Osteokondüktif faz
Osteoadaptif faz ( Garg 2004)
Osteofilik Faz
Pürüzlü yüzeye sahip bir implant maksilla ya da mandibuladaki kansellöz kemiğe yerleştirildiğinde, implantla kemik arası kanla dolar ve pıhtı oluşur. Kemiğin çok az bir kısmı implantla temastadır, diğer kısımları ekstrasellüler sıvı ve hücrelere açılır. İmplantla konak arasındaki ilk etkileşim sırasında, molekül üretimini ve kollajen sentezini düzenlemek için hücresel proliferasyonu değiştirmek ve kemik metabolizmasını düzenlemek gibi farklı fonksiyonları olan çok sayıda sitokin salınır. İlk haftanın sonunda, yabancı antijenlere yanıt olarak iltihap hücreleri açığa çıkar. İltihapsal faz aktifken, 3. gün çevredeki vital dokulardan vasküler gelişim başlar, implant yerleştirildikten sonraki 3 hafta içinde daha iyi bir vasküler ağ gelişir. Aynı zamanda hücresel farklılaşma, proliferasyon ve hücresel aktivasyon başlar. İlk hafta ossifikasyon da başlar ve başlangıç yanıtı implant yüzeyine bukkal ve lingual korteksin iç yüzeyinden ve trabeküler kemiğin endosteal yüzeyinden osteoblast migrasyonu şeklinde gözlenir. Osteofilik faz 1 ay sürer (Peterson ve ark. 2003, Garg 2004).
İmplanta ulaşan kemik hücreleri metal yüzeyine yayılırlar. Başlangıçta bu bir olgunlaşmamış bağ doku matriksidir ve biriken kemik çok ince bir tabaka şeklindeki “woven” kemiktir. Fibrokartilojenöz kallusun kemiğe dönüşümü endokondral kemikleşmede olduğu gibidir. Bu dönüşüm daha fazla kemiğin implant yüzeyine biriktiği 3. ayda meydana gelir. İmplant yerleştirildikten 4 ay sonra implant yüzeyi maksimum kemikle kaplanır (Peterson ve ark. 2003, Garg 2004).
Osteoadaptif Faz
Final ya da osteoadaptif faz implant yerleştirildikten sonraki 4. ayda başlar. Osteoadaptif fazda dengeli bir remodelling serisi başlar ve implantlar yüklenene kadar devam eder. Bu fazda implant yüklendiğinde, implantların çevresinde kemik kaybı ya da kazancı gözlenmemektedir. İmplanttan çevre kemiğe iletilen yüke yanıt olarak woven kemik kalınlaşarak lameller kemiğe dönüşür (Peterson ve ark. 2003, Garg 2004).
Remodelling, osseointegrasyonun son aşamasıdır. Remodelling hayat boyu devam eder ve implantların uzun ömürlü olması için çok önemlidir (Schenk ve Buser 1998).
İmplantın başarısı ve başarının uzun süreli olması için, osseointegrasyon ve primer stabilite büyük önem taşır (Huang ve ark. 2003(a)). Klinik olarak implant yerleştirildikten hemen sonra implantta mobilitenin olmaması şeklinde tanımlanan primer implant stabilitesi, osseointegrasyonu sağlamak için gerekli olan bir durumdur (Adell ve ark. 1981, Albrektsson ve ark. 1981, Branemark ve ark. 1997, Nedir ve ark. 2004, Neukam ve Flemming 2006).
1. 3. Primer İmplant Stabilitesi
İmplantın yerleştirilmesi sırasındaki implantın stabilitesi uzun dönem başarısında önemli bir faktördür. İmplantların primer stabilitesi; kemik kalitesine ve miktarına, implant geometrisine (uzunluk, genişlik ve tipine), yerleştirme tekniğine bağlı olarak elde edilmektedir. Primer stabilite sağlanmadığında mikrohareketler oluşmakta, normal iyileşmenin bozulmasıyla fibröz doku oluşmakta ve implant
mobilitesi başladıktan sonra klinik olarak başarısızlık meydana gelmektedir (Meredith 1998(a), Meredith ve ark. 1998(b), O’Sullivan ve ark. 2000, Huang ve ark. 2002, Barewall ve ark. 2003, Huang ve ark. 2003(b), Raghoebar ve ark. 2003, O’Sullivan ve ark. 2004).
İmplantların primer stabilitesini iki önemli faktör etkilemektedir. Birinci faktör implant-kemik bağlantı miktarıdır. Pek çok araştırmacı yoğun kortikal kemik içerisine yerleştirilen implantların trabeküler kemik içerisine yerleştirilen implantlardan daha stabil olduğunu belirtmişlerdir. İkinci faktör ise implant kemik yüzeyinde oluşan sıkma stresleridir. İmplant çapından daha küçük frezlerle hazırlanan kaviteye yerleştirilen implantlar kemik içerisinde sıkı bir şekilde durmaktadır. İmplant çevresinde daire şeklinde bir sıkma kuvveti oluşmaktadır. Bu stresler implantın primer stabilitesinin sağlanmasında yararlı olmakta, fakat implant çevresindeki kemikte lokal iskemiye ve kemik nekrozuna neden olmaktadır (Meredith 1998(a), Meredith ve ark. 1998(b)).
Zayıf primer stabiliteye sahip implantların erken dönemde mekanik kuvvetler karşısında erken dönem başarısızlık oranını artırdığı düşünülmektedir (O’Sullivan ve ark. 2000). İmplantların primer stabilitesi aynı zamanda erken yükleme protokolünde de çok önemli bir faktör olmaktadır. Yeterli primer stabiliteye sahip implantlarda uygun protetik tedavi planlaması yapıldığında immediat fonksiyonel yükleme mümkün olabilmektedir. Spongiöz yapıda kemik içerisine yerleştirilen implantlar zayıf primer stabiliteye sahip olmakta ve böyle vakalarda yükleme öncesi konvansiyonel tedavi protkolü izlenmeli ve yeterli iyileşme süresi beklenmelidir (Gapski ve ark. 2003).
1. 3. 1. İmplant Stabilite Ölçümleri
Primer implant stabilitesinin, osseointegrasyonun sağlanması için bir ön koşul olduğu bildirilmektedir (Nedir ve ark. 2004). İlave olarak, primer stabilitenin osseointegrasyon süreci hakkında bilgi verebileceği de belirtilmektedir (Meredith 1998(a), Nedir ve ark. 2004). İmplant stabilite ölçümleri şu metotlarla yapılabilir (Dario ve ark. 2002):
1. Çıkarma Tork Testi 2. Yerleştirme Tork Testi 3. Perküsyon Testi 4. Dinamik model testi 5. İmplatest
6. Periotest
7. Rezonans frekans analizi
Çıkarma Tork Testi
Johansson ve Albrektsson (1987), tavşan kemiğinde deneysel implantların stabilite ve fiksasyonunu, geliştirdikleri tersine hareketli tork testi ile değerlendirmişlerdir. Bu testin temelini, implantı gevşetecek yönde implant kemik bağlantısı kopana kadar tork kuvveti uygulamak olarak açıklamışlardır (Sennerby 2001).
Bazı araştırmacılar, implant yüzeyinde kemik oluşumu ve olgunlaşmasını yorumlayan tek testin, tork testi olduğunda hemfikirdirler. Bu test ile ölçülenin, implant-kemik arası yüzeyin tolere edebileceği maksimum makaslama kuvveti olduğu belirtilmiştir. Bu ölçümün derecesinin, implantın geometrisi kadar implant ve çevre dokular arasındaki bağlanmanın kalitesine de bağlı olduğu vurgulanmıştır (Osstell 2006).
Tork testi, teknik biyouyumluluk çalışmalarında ve farklı materyal-yüzey modifikasyonlarında kemik-doku yanıtını açıklamak amacıyla hala kullanılmaktadır. Ancak in vivo kullanımının zor olması ve insan çalışmalarında etik nedenlerle kullanılmaması yöntemin en büyük dezavantajları olarak belirtilmektedir (Sennerby 2001).
Yerleştirme Tork Testi
İlk olarak Johansson ve Strid tarafından 1994 yılında uygulanmaya başlanılan yerleştirme torku, hala günümüzde de çok kullanılan bir metottur. İmplantlar, düşük devirde yerleştirilirken yuvadaki yivin açılması için gereken tork kuvveti kaydedilerek kemiğin kalitesi belirlenmektedir. Bunun için artık çoğu firmada da
olan fakat ilk olarak Nobel Biocare tarafından çıkarılan OsseoCareTM ünitesinde implant yerleştirilirken “Measure Mode” düğmesine basıldığında implantın yerleştirme torku ölçülebilmektedir (Johansson ve Strid 1994).
Perküsyon Testi
Perküsyon, subjektif bir değerlendirme yöntemi olarak kabul edilmektedir. Rutin uygulamaya girmiş olan bu basit işlem, ayna ya da sond gibi bir el aletinin arkası ile implant üzerine yapılan hafif vuruşa ve ortaya çıkan sesin değerlendirilmesine dayanır. Genel olarak yöntemi kullanan bir klinisyenin, oluşan rezonansa göre yorum yaptığı söylenebilir. Geçmişten günümüze kabul görmüş olan kanı, eğer perküsyonda künt bir ses çıkarsa mobilite olmadığı ve implantın stabil olarak kabul edilebileceği; sesin hafif olması durumunda da implantın osseointegre olmayıp, fibröz dokuyla çevrelendiği şeklindedir (Scotter ve Wilson 1991).
Dinamik Model Testi
Elias ve arkadaşlarının 1996 yılında geliştirdikleri bu teknikte, saat sarkacına benzer bir dairesel çekiç kullanmışlardır. Çekiç implanta çarparak bir titreşim oluşturmaktadır. Çekicin ucunda piezoelektrik bir kristal bulunmakta ve gelen kuvvete göre bir voltaj sinyali vermektedir. Bu verilere göre, bir kuvvet zaman (KZ) grafiği elde edilir. Grafikteki KZ çizgisinin altındaki alan itme kuvvetine eşittir. Bu test implantın stabilitesini serbest halde iken ölçemez. Elde edilen veriler kuvvetin uygulandığı yöne ve büyüklüğüne bağlıdır. Özellikle zayıf stabiliteye sahip implantların ölçümünün oldukça güç olduğu bildirilmiştir (Elias ve ark. 1996).
İmplatest
Dario ve arkadaşlarının 2002 yılında geliştirdikleri implatest, implant stabilitesinin dijital olarak görüntülenmesi esasına dayanır. İmpuls testi, mühendislik dallarında çok fazla kullanılan gelişmiş bir yapısal analizdir. Genellikle havacılıkta kullanılır. Geleneksel impuls testlerinde bir veya birden fazla hızlandırıcı test edilecek yapıya adapte edilir. Ayrıca hızlandırıcılar hızlanmayı zaman fonksiyonu olarak ölçen kayıt cihazına da yerleştirilir. Daha sonra yapıya kalibre edilmiş bir çekiçle vurulur ve hızlanma zamanı hikâyesi (acceleration time history (HZH)) her
hızlandırıcı tarafından kaydedilir. HZH, azalan amplitüt dalgasıdır ve azalma oranı, yapının sertliği ve tamponlama kapasitesini gösterir. Azalan amplitüdün oranı ne kadar fazlaysa yapı o kadar stabil ve serttir. Frekans analiziyle zaman etkisindeki hızlandırıcı sinyalleri, frekans etkisine matematiksel olarak dönüştürülür ve buna Fast Fourier Transform (FFT) denilir. Dario ve arkadaşları da aynı prensipte geliştirdikleri metodu, perküsyon testinin dijital ortama aktarılması ve elde edilen HZH ve FFT değerlerinin dental elektrokardiyogram olduğunu belirtmişlerdir (Dario ve ark. 2002).
Periotest
Periotest TM cihazı (Resim 1.1), ilk olarak 1980’li yıllarda Siemens tarafından Tubingen Üniversitesinde geliştirilmiş, günümüzde ise Gulden Medizintechnik (Periotest TM device, Medizintechnik Gulden, Bensheim, Germany) tarafından üretilmektedir (Periotest 2002).
Resim 1. 1: İlk periotest cihazı (Periotest 2002)
Geliştirilme amacı doğal dişi çevreleyen periodontal dokulardaki destek azalmasını sayısal verilerle ölçmek ve mobilite açısından değerlendirmektir (Meredith ve ark. 1998(b), Periotest 2002). Günümüzde Periotest Klasik (Resim 1.2) ve ölçülen verilerin saklanmasına olanak sağlayan Periotest S (Resim 1.3) olmak üzere, 2 ayrı tipi bulunmaktadır (Periotest 2006).
Resim 1. 2: Periotest klasik(Periotest 2006) Resim 1. 3: Periotest S(Periotest2006)
Periotest implant yüzeyi ve kemik arasındaki stabiliteyi değerlendiren noninvaziv bir tanı yöntemidir (Erşanlı ve ark. 2005, Goransson ve Wenneberg 2005, Mesa ve ark. 2008).
Periotest, elektromıknatıslar yardımıyla diş üzerine doğru hızlandırılan metal ucu bulunan bir perküsyon çubuğundan ve buna bağlı bir değerlendirme cihazından oluşmaktadır. Diş yada implant ataşmanına hafifçe vurmak için mikrokomputerize ölçüm parçalarından yararlanılır (Scotter ve Wilson 1991, Carr ve ark. 1995, Winkler ve ark. 2001, Periotest 2002 ve 2006). İleriye yürütme düğmesi sayesinde elektronik olarak kontrol edilebilir ve tekrarlanabilir perküsyonu sağlar. Perküsyon çubuğunun ucundaki başlık saniyede 4 ve toplam 16 kere olacak şekilde implant yada diş üzerinde darbeler oluşturur ki bu da cihaz tarafından elektronik dalgalar olarak algılanır (Scotter ve Wilson 1991, Winkler ve ark. 2001, Periotest 2002). Periotest cihazının piyasemeninin calışma prensibi şekil 1. 1’de şematize edilmiştir
Şekil 1. 1: Periotest cihazının piyasemeninin çalışma prensibi (Periotest 2006)
Periotest değeri (≤-2 ve ≥-2) erken implant kayıplarının prognozunda hassas bir tanı yöntemidir ve radyografik çalışmalarla karşılaştırıldığında, osseointegrasyon sırasındaki stabiliteyi değerlendirme kapasitesi daha yüksektir (Mesa ve ark. 2008, Noguerol ve ark. 2006).
Periotest değerleri (PTD, Periotest Value) kaydetme pozisyonu ve aletin açılandırılmasına bağlı olarak değişebilir. Dayanak takılıp kuron yapıldığında implantın dinamik özellikleri değişeceğinden PTD değerleri de değişebilir. Bu yüzden hekimin kullanımına bağlı farklılıklar göstermesi nedeniyle osseointegrasyonun değerlendirilmesinde sağlıklı bir metot değildir (Meredith 1998(a), Nedir ve ark. 2004, Noguerol ve ark. 2006, Mesa ve ark. 2008).
Rezonans Frekans Analizi (RFA)
Rezonans frekans analizi (RFA), Meredith ve arkadaşlarının implantın stabilitesini ölçmek için geliştirdikleri elektronik, invaziv olmayan objektif bir yöntemdir. Bu yöntem ile primer implant stabilitesinin objektif olarak ölçülebileceği, implant cerrahisini takiben iyileşmenin değerlendirilebileceği, implant stabilitesinin uzun dönemde takip edilebileceği ve osseointegrasyonun in vivo olarak sayısal ölçümünün yapılabileceği bildirilmiştir (Meredith ve ark. 1997(a), Meredith ve ark. 1997(b), Bischof ve ark. 2004, Nedir ve ark.2004, Eğilmez ve Ergün 2007).
Konvansiyonel tekniklerin çoğu zaman yetersiz kalması ve tasarım değişikliklerine uğrayan implant markalarının klinik başarılarını ortaya koyabilecek invaziv olmayan yöntemlere ihtiyaç olması böyle bir cihazın gerekliliğini ortaya koymuştur. Bu fikirler doğrultusunda implant stabilitesinin objektif ve non-invaziv bir şekilde ölçülmesi için geliştirilen cihaza Osstell TM (Integration Diagnostics AB, Goteborg, Sweden) adı verilmiştir (Resim 1. 4) (Osstell 2002).
Daha sonraları Osstell adıyla geliştirilen bu cihaz üzerinde bazı değişiklikler yapılmış ve Osstell Mentor TM (Integration Diagnostics AB, Goteborg, Sweden) adı altında piyasaya sunulmuştur (Resim 1. 5) (Ostelll 2006).
Resim 1. 5: Osstell mentor cihazı ve parçaları (Osstell 2006)
Araştırmalar cihazın avantajlarını şöyle sıralamaktadır:
1-Yükleme zamanını bildirir: Osstell, hekimin yerleştirilen implantın stabilitesini ve kemik kalitesini ölçmesini sağlar. Ayrıca implantın yükleme zamanı hakkında bilgi verir.
2-Hatalardan kaçınmayı sağlar: Osstell diş hekiminin implant çevresindeki iyileşmeyi ve değişiklikleri ölçmesini sağlar. Bu şekilde güvenli bir restorasyon için uygun zaman belirlenebilir. Ayrıca olası hatalar önceden belirlenip gerekli önlemler alınabilir. Bu özellik direkt olarak klinik başarısızlıkların sayısını da azaltır.
3-İmplant performansını değerlendirir: Osstell implantın klinik performansının ölçülmesini sağlar ve böylece implant sistemleri arasında seçim yapılabilir.
4-Hasta takibini kolaylaştırır: Osstell diş hekiminin hasta kayıtları ile beraber tutabileceği ölçümler elde etmesini sağlar. Bu, hasta takibinde ve yasal uygulamalarda yararlı olacaktır (Meredith ve ark. 1997 (a); Meredith ve ark. 1997 (b); Frieberg ve ark. 1999(b); Osstell 2002).
Klinik Kullanım
Cihaz ile ilgili yapılan birçok çalışmada ve cihazın üreticileri tarafından belirtilen kullanım amaçları sayılacak olursa:
1-Cerrahi sırasında elde edilen primer implant stabilitesinin ölçülmesini sağlar. Bu, standart ya da immediat yükleme protokolünün hangisinin tercih edileceği hakkında hekime bilgi verir.
2-Yerleştirme sırasında risk grubuna giren hastaların belirlenmesini sağlar. Düşük primer stabilite, implantın prognozunun zayıf olduğunu ve başarısız olabileceğini gösterir.
3-Cerrahi sonrası düzenli yapılan ölçümler ile osseointegrasyonun gelişiminin takip edilmesine yardımcı olan bir yöntemdir. Ancak bunu sadece açık iyileşme protokolüne uyan sistemler ile sağlayabilir. Protez yapımını takiben ortaya konan periyodik ölçümler sırasında, implant stabilite değerlerinde değişiklik olması halinde, yükleme şartlarının tekrar değerlendirilmesine ve gerekli düzenlemelerin yapılarak stabilite kaybının önlenmesine olanak tanır.
4-Zamanla dayanıklılıkta oluşan değişimleri gözlemler. Radyografide gözlenmesi üç ayı bulan fibröz doku oluşumu veya marjinal kemik kaybı gibi potansiyel problemli implantların İmplant Stabilite Boleni (Implant Stability Quotient-ISQ) değeri ile bir an önce belirlenmesi mümkündür. Eğer problemin nedeni fonksiyonel aşırı yükleme ya da kırılmış komponent ise restorasyonun kaybından önce bir şeyler yapılabilir.
5-Performans ve ISQ değerlerinin kesin diagnostik kayıtlarını sağlar. Kayıtlar dental implant uygulayan hekimlere, yükleme konusunda karar verirken, en az yanlış
anlaşılmayı sağlayacak bir iletişim kurulmasını sağlar. Yani implant stabilitesi için bir terminolojik standardı getirir.
6-Cihazın kullanılması, her bir ölçüm için yaklaşık iki dakikalık zaman harcanmasını gerektirir. İşlem sırasında hastanın hiçbir şey hissetmemesi hastaların işlemi kabulünü de kolaylaştırır.
7-Hastalara yeterli osseointegrasyonu sağlanamayan implantların, bulundukları yerden neden çıkartılmaları gerektiğini açıklamaya yardımcı olur.
8-Radyografinin gösteremediği bölgeler de dahil olmak üzere, marjinal kemik seviyesindeki kayıpların veya kazançların ölçülmesini sağlar.
9-Klinik olarak başarılı ve başarısız olan implantların ayırt edilmesini ve de elde edilen verilerin sağlıklı bir şekilde monitörize edilmesini sağlar (Meredith ve ark. 1997 (a), Rasmusson ve ark. 1999(a), Frieberg ve ark. 1999(b), Osstell 2002).
Ostell; ölçümleri tekrarlanabilen, kolay bir menüye sahip olan ve invaziv olmayan bir ölçüm aletidir. Ostell kiti; ölçüm probu, kablosu, smartpeg’den oluşur.
Ostell, implantı yüklemek için doğru zamanı bulmak ve implantın stabilitesini ya da osseointegrasyonunu ölçmede kullanılır. Ölçüm yapılırken smartpeg implanta vidalanır. Ostelle takılan ölçüm probu smartpegin tepesine mesiyo–distal veya bukko-lingual olarak yaklaştırılır. Akustik sinyal ölçümün yapıldığını gösterir. Daha sonra 1–100 arasında değişen İmplant Stability Quotient-İmplant Stabilite Katsayısı (ISQ) değeri ekranda görülür (Eğilmez ve Ergün 2007). ISQ değeri ne kadar yüksek olursa implantın stabilitesi o kadar fazla olur (Şekil 1.2, Şekil 1.3, Şekil 1.4). Bu metodla implant stabilitesindeki artış ya da azalma değerlendirilir (Meredith 1997 (b), Meredith 1998(a), Huang ve ark. 2003(b); Nedir ve ark. 2004).
Şekil 1.2: Yüksek ISQ Şekil 1.3: Normal ISQ Şekil 1.4: Düşük ISQ (Osstell 2006) (Osstell 2006) (Osstell 2006) Çalışma Prensibi
Meredith (1998(a)) tarafından geliştirilen bu yöntem, implantın üstüne elektronik bir dönüştürücü (transdüktör) yerleştirilmesi ve bu dönüştürücüden hastanın hissedemeyeceği kadar düşük voltajda bir akım geçirilmesi esasına dayanır. Transdüktörün titreşimine karşı implant çevresindeki kemiğin gösterdiği direnç küçük bir bilgisayara kaydedilir. Rezonans frekans ölçümleri önceleri hertz (Hz) olarak yapılmaktaydı (Meredith ve ark. 1997(a), Vidyasar ve ark. 2004, Becker ve ark.2005). Günümüzde kullanılan rezonans frekans analizi cihazlarında ise hertz ölçümleri ISQ (İmplant Stability Quotient-İmplant Stabilite Katsayısı) denilen sayısal bir değere çevrilir (Balleri ve ark. 2002, Barewall ve ark.2003, Bischof ve ark. 2004, Nedir ve ark. 2004, Vidyasar ve ark. 2004, Becker ve ark. 2005, Zix ve ark. 2005, Lachman ve ark. 2006(a), Lachman ve ark. 2006(b), Ostman ve ark. 2006, Türkyılmaz ve ark. 2006(a), Huwiler ve ark. 2007, Rabel ve ark. 2007, Veltri ve ark. 2007). İmplant stabilitesi hakkında sayısal bir bilgi veren ISQ değeri 1-100 arasında değişir (Balleri ve ark. 2002, Bischof ve ark. 2004, Boronat-Lopez ve ark. 2006, Rabel ve ark. 2007). ISQ değeri ne kadar yüksekse implantın kemik içine o kadar sıkı yerleştiği kabul edilir (Balshi ve ark. 2005, Boronat-Lopez ve ark. 2006). Yapılan çalışmalarda, 1 yıllık kullanımlardan sonra ISQ değeri 57-82 (ortalama 69) olan implantlar başarılı olarak kabul edilmektedir. ISQ değeri 50’den küçük olan implantların durumu kritik olarak değerlendirilmelidir (Bischof ve ark. 2004, Rabel ve ark. 2007). Çeşitli yazarlar, osseointegre bir implantın rezonans frekansının, zamanla yükseleceğini bildirmekte ve implant stabilitesindeki bu artışı, osseointegrasyonu sağlayan arayüz kemik reaksiyonlarına bağlamaktadırlar (Balleri ve ark. 2002). Üretici firmaya göre rezonans frekansı ve ISQ değerleri arasında
neredeyse doğrusal bir ilişki vardır. ISQ değerlerindeki 1 birimlik bir artışın rezonans frekansında 50 Hz’e denk geldiği belirtilmektedir (Huwiler ve ark. 2007).
Transdüktör, sistemin en temel parçası olan küçük elektronik bir devredir. İmplantın gövdesine ya da desteğe vidalanarak tutturulur ve diğer ucu cihaza bağlanır. Paslanmaz çelik veya titanyumdan yapılır ve küçük bir köprü içerir (Meredith ve ark. 1996, Meredith ve ark. 1997(a), Osstell 2002). Transdüktör’ün şematik olarak yapısı aşağıdaki şekildeki gibidir (Şekil 1. 5):
Şekil 1. 5:Transdüktör’ ün şematik olarak yapısı (Osstell 2006)
Osstell cihazı grafik görüntüleme yapabilen bir ekrana sahiptir. 15 saatlik kullanım süresi vardır ve şarj edilebilir güç kaynağıyla çalışır. Transdüktör’ün otoklavda sterilize edilebilmesi cihazın cerrahi sırasında kullanılmasına da olanak sağlar. Sonuçlar cihazın ekranına grafik olarak yansıdığı gibi rakamsal olarak da ISQ değeri şeklinde belirtilir. Cihazın hafızası bilgisayara veri aktarımı yapmadan 32 ayrı ölçümü saklayabilecek kapasitededir. Transdüktör fabrikasyon olarak programlanan frekans cevap çözümleyicisi yoluyla uyarılır ve mikro hareket gösterir. Böyle bir köprünün rezonans frekansı şu şekilde hesaplanabilir (Şekil 1.6):
Şekil 1.6: Rezonans frekans formülü
Rf: Rezonans frekansı l: Köprünün etkili uzunluğu
m: Köprünün kütlesi (gr) E: Young modülü
I: Atalet momenti
Cihazın kullanılan birçok implant markası ile uyumlu transdüktörleri bulunmaktadır. Cihaz tarafından gönderilen impulslar transdüktör üzerinden frekans dalgaları ile iletilir. Daha sonra iletilen bu frekans dalgalarına göre (Resim 1. 6) cihaz yorum yapar (Osstell 2002).
Resim 1. 6: Transdüktör (Osstell 2006)
Günümüzde, artık Osstell Klasik üretilmemektedir. Yeni geliştirilen Osstell Mentor cihazı ise, benzer prensiplerle çalışır ve aynı şekilde implant ya da dayanaklar üzerinden ölçüm yapabilir. Ancak daha önceki modelden farklı olarak, ‘Smartpeg’ adı verilen ve markaya uygun tasarımda üretilmiş özel kablosuz transdüktörleri vardır. Ölçüm öncesi aynı şekilde implanta ya da dayanağa uygun bu parça vidalandıktan sonra cihaz kullanılır. Cihazın ucu belirli mesafeden tutulur ve cihaz ‘smartpeg’ (Resim 1.7) üzerine gönderdiği rezonans frekans dalgalarına (Resim 1.8) göre bir değerlendirme yapar (Osstell 2006).
Resim 1.7: Smartpeg Resim 1.8: Osstell mentor ve smartpeg
Özet olarak Rezonans Frekans Test metodu; transdüktör’ün veya smartpeg’in vibrasyonuna dayanan, implantta ise minimum hareketin olmasından esas alan bir yöntem olarak açıklanabilir (Meredith ve ark. 1996).
1. 4. İmplant Biyomateryalleri
Diş hekimliğinde kullanılan implante edilebilir materyallerin majör grupları titanyum ve alaşımları, krom kobalt alaşımları, östenitik demir-krom-nikel-molibden çelikler, tantal, niyobyum ve zirkonyum alaşımları, değerli metaller, seramikler ve polimerik materyallerdir.
1. 4. 1. Metal ve Metal Alaşımları Titanyum
Son yıllarda, titanyum ya da alaşımları dental implantolojide diş rekonstrüksiyonu için mekanik dayanıklılık, kimyasal stabilite ve mükemmel biyouyumluluğu nedeniyle altın standart haline gelmiştir (Steinemann 1998). Titanyum, katıldığı alaşımlara sertlik kazandıran, alkalen ve asit ortamların oluşturduğu, koroziv etkiye oldukça dirençli, gümüş renginde hafif bir metaldir. En çok kullanılan biyomalzemelerden olan titanyumun özelliklerini şu şekilde özetleyebiliriz;
Titanyum reaktif bir metaldir. Bunun anlamı havada, suda veya oksit olan herhangi başka bir elektrolit metal üzerinde kendiliğinden bir oksit tabakası oluşturur. Bu tabaka ile kalın bir film oluşur ve vücut sıvılarının dahil, kimyasal saldırılardan metal korunmuş olur.
Titanyum doku içersinde inert bir özellik gösterir. Doku ile temas halinde bulunan film tabakası çözünmeyen özelliktedir. Bu durumda organik moleküllerle reaksiyona girebilecek iyon salınımı gerçekleşmemektedir.
Titanyum iyi mekanik özellikler göstermektedir. Dayanma kuvveti oldukça yüksek olan bir malzemedir. Hatta titanyumun kortikal kemik
veya dentinden çok daha sert olduğu bilinmektedir. Narin, zayıf biçimdeki dental implantların elde edilmesinde kullanıldıkları halde büyük yükleri de taşıyabilecek kadar dayanıklıdırlar. Ayrıca bu metalin sert ve dövülebilir biçimde olması; şok yüklemelerden etkilenmemesine, eğilme ve bükülmelere rağmen kırılmamasına neden olmaktadır.
Titanyum doku ve kemik içerisinde pasif davranış göstermez. Kemik pürüzlü yüzeye doğru büyümektedir ve kemikle bağlanma göstermektedir. Bu niteliğinden dolayı da bu malzeme biyoaktif bir malzemedir. Bu yapışan biçimde bağlanma, osseointegrasyon olarak isimlendirilmektedir (Niinomi 1998).
Dental implantlarda kullanılan titanyum saf veya alaşımlar olmak üzere iki formda olabilir. Titanyum alaşımlarından titanyum-alüminyum-vanadyum (TiAl6V4)
mekanik, fiziksel özellikleri ve korozyona direnci açısından biyouyumluluğu en iyi olan biyomateryallerden biridir. Alaşımdaki alüminyum dayanıklılığı artırıp yoğunluğu azaltırken; vanadyum ise korozyon direncini artırmaktadır (Wang ve Fenton 1996, Wataha 1996 ). Titanyum alaşımlarının genel fiziksel özellikleri saf titanyumdan daha üstündür (Rieger ve ark. 1990).
Ancak bu olumlu özelliklerinin yanı sıra titanyumdan vücuda düşük oranlarda bazı elementlerin salınımı söz konusudur. Frisken ve ark. (2002) koyun mandibulasına birer adet implant yerleştirdikten sonra diseke ettikleri bölgesel lenf nodülleri, akciğer, karaciğer ve dalakta ölçtükleri titanyum değerlerinin, kontrol grubuna göre yüksek olduğunu bildirmişlerdir; ancak sonuçlar istatistiksel olarak anlamsız çıkmıştır. Bu çalışmaya göre diğer bir bulgu ise, osseointegre olmayan implantların bulunduğu koyunlarda titanyum salınımı çok daha yüksektir. Araştırmacılar ortopedik implantlara göre dental implantların küçük olmasından dolayı, korozyonun ihmal edilebilir düzeyde olduğunu söylemektedirler.
Diğer Metal İmplant Materyalleri
Kobalt bazlı alaşımlar büyük çoğunlukla döküm yapılmış olarak veya dövüldükten sonra tavlanarak dökülmüş bir metalurjik biçimde kullanılırlar. Bu alaşımların elemental bileşiminde majör elementler olarak kobalt, krom ve molibden bulunur. Kobalt temel özellikler için sürekli fazı sağlar; kobalt, krom, molibden, nikel ve karbon bazlı ikincil fazlar dayanıklılık ve yüzeyin aşınmaya direncini sağlar; krom oksit yüzeyi aracılığıyla korozyon direncini sağlar ve molibden dayanıklılık ve kütlesel olarak korozyona direnç sağlar (American Dental Association 1996). Demir bazlı alaşımlar, eğer titanyum, kobalt, zirkonyum veya karbon implant biyomateryalleri ile birleşirse oluşacak galvanik çiftleme ve biyokorozyonla ilgili sorunlara neden olabilecek galvanik potansiyel ve korozyon karakteristiklerine sahiptirler (Lemons 1977, Lucas ve ark. 1981, Lucas ve ark. 1982). Bazı klinik durumlarda hastada aynı dental ark içerisinde birden fazla alaşım bulunabilir. Örneğin eğer bir soy veya baz metal alaşımından yapılmış bir köprü, bir paslanmaz çelik ve titanyum implantın üst yapı aynı anda temas ederse dokulardan geçen bir elektrik akımı oluşacaktır. Alaşımların temasta olmadığı veya elektriksel olarak bağlanmadığı biçimde bağımsız olarak kullanıldıklarında galvanik çiftleme oluşmayacak ve her parça bağımsız olarak işlev görecektir (Misch-Dietsh 2011).
Geçmişte dental implant üretimi için başka birçok metaller ve alaşımlar kullanılmıştır. Spiral ve kafes biçimli erken örneklerin yapımında tantal, platin, iridyum, altın, paladyum ve bu metallerin alaşımları kullanılmıştır. Daha yakın dönemde zirkonyum, hafniyum ve tungstenden yapılmış implantlar değerlendirilmiştir. Altın, platin ve paladyum gibi değerli metaller daha az sıklıkla kullanılmıştır (Plenk ve Zitter 1996).
Dental implantlar için, biyomateryaller olarak çoğunlukla metal ve alaşımlar kullanılır. Subperiosteal implantlar çoğunlukla kobalt-krom- molibden (Co-Cr-Mo) alaşımından dökülürken, endosseos implantlar için sıklıkla titanyum-alüminyum-vanadyum (TiAl6V4) demir-krom-nikel (Fe-Cr-Ni) veya sertleştirilmiş 316L
Seramikler ve Karbon
Bu grup aluminyum oksit seramikler, karbon ve karbon-silikon bileşimini içerir. Hidroksiapatit solid bir materyaldir ve implant yüzeyini kaplamada çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüzeyi kaplayan materyaller implantlara gelen yükleri karşılamak için kullanıldıklarından, bu materyaller rezorbsiyona dirençli olmalıdır (Steenberghe ve ark. 2006).
Polimer ve Kompozitler
Polimetilmetakrilat, silikon ve polietilen bu gruba girer. Günümüzde yaygın olarak kullanılmamaktadırlar; ancak teknolojik gelişmeler bu materyalin gelecekte kullanımını artırabilir (Steenberghe ve ark. 2006).
1. 4. 2. İmplant Yüzeyleri ve Bunları Oluşturmak İçin Kullanılan Yöntemler
Dental implantların yüzeylerinde; primer stabilitenin sağlanması, osseointegrasyon sürecinin olumlu yönde geliştirilmesi ve biyolojik cevabın artırılabilmesi için, çeşitli fiziksel ve kimyasal modifikasyonlar uygulanmaktadır. Teknolojinin gelişimiyle ve araştırma sayısının artmasıyla beraber, dental implant yüzeylerinde doku cevabını iyileştirmek amacıyla birçok modifikasyon yapılmıştır. Yüzey pürüzlülüklerini artırmak ve osseointegrasyonu geliştirmek amacıyla geliştirilen metotları Bagno ve Di Bello ( 2004 ) üç ana sınıfta belirtmektedirler:
Fiziksel ( mekanik ) metotlar Kimyasal metotlar
Biyokimyasal metotlar
Fiziksel ( Mekanik ) Metotlar
Başka bir katı materyal ile yüzeye fiziksel kuvvetler uygulanarak materyalin işlenmesi, şekillendirilmesi ve madde kaybının sağlanmasıdır. Mekanik yüzey modifikasyon işlemlerinde yüzey materyalinde kesici bir uygulama ile madde kaybı sağlanabilir; yüzey materyali tanecikler ile kumlanarak deforme edilebilir veya abraziv bir şekilde kısmi madde kaybı sağlanabilir (Brunette ve ark. 2001). En fazla kullanılan mekanik teknikler;
işleme (machining) kesme (cutting) tornalama (turning)
titanyum plazma sprey (TPS) kumlama (blasting) ve
cilalamadır (polishing) (Bagno ve Di Bello 2004 ).
Kesme
Kesme işlemi, bir karbon separe ile metal yüzeyinin pürüzlendirilmesidir. Kesme hızı ve basıncı ayarlanabilir ve bu sayede, pürüzlülük derecesi kontrol altına alınır. Fakat titanyum ve titanyum alaşımlarında mekanik deformasyona sebep olduğu için, dental implantlarda çok fazla kullanılan bir metot değildir (Bagno ve Di Bello 2004 ).
Tornalama
Tornalama işlemi, titanyumdan medikal aletlerin yapılmasında kullanılan bir uygulamadır. Tornalanan yüzeyler; çalışan kesici ucun hızına ve uyguladığı baskı ile kullanılan kayganlaştırıcı solüsyonun özelliklerine bağlıdır (Brunette ve ark. 2001).
Tornalama paslanmaz çelikten bir kesme apareyi ile yapılmaktadır. Tornalama işlemi metal yüzeyinde morfolojik değişiklikler yapmakta ve daha kontrollü yapılabildiği için titanyum ve alaşımlarında kesme gibi mekanik deformasyona sebep olmamaktadır (Bagno ve Di Bello 2004 ).
Tornalama işleminden kaynaklanan bazı yüzey özellikleri meydana gelmektedir. Yüzey topografisi, tornalama işlemi yönü boyunca yönlenme gösteren oluklar içermektedir. Yüzey tabakası plastik olarak deforme edilerek aşındırılmıştır. Yüzey temizleme çözücüleri ya da tornalama işlemi sırasında kullanılan kayganlaştırıcı solüsyonlardan arta kalan organik ve inorganik (silisyum, kalsiyum, sülfür, klor, demir, vb.) kirleticiler titanyum yüzeyinde mevcut olabilir (Brunette ve ark. 2001).
İmplantın stabilitesini ve yüzey alanını artırmak için yüzey karakteristiklerinin tornalanmıştan pürüzlendirilmişe dönüştürülmesi için çeşitli modifikasyonlar önerilmiştir (Kasemo 1983, Thomas ve ark. 1987, Johansson ve ark. 1998). Dahası yüzey morfolojisinin hücre davranışında önemli bir rol oynadığı gösterilmiştir (Cheroudi ve ark. 1987, Brunette 1988). Yüzeyin kültür ortamı ve serum ile etkileşimi, osteoblastların yapışmalarını ve bunu takiben proliferasyon ve farklılaşmalarını doğrudan etkiler görünmektedir (Boyan ve ark. 1988, Bowers ve ark. 1992) ve aynı zamanda transforming growth factor β (TGF- β) ve prostoglandin E2 ( PGE2) gibi lokal hücre regülatörlerinin üretimini etkiler görünmektedir (Doillon
ve ark. 1987, Martin ve ark. 1995, Kieswetter ve ark. 1996, Rupp ve ark. 2006).
Titanyum Plazma Sprey
Titanyum Plasma Sprey (TPS) 1974’ten itibaren Schroeder ve arkadaşları tarafından implantların yüzey alanlarını, daha doğrusu kemikteki tutunmasını arttırmak için kullanılmaya başlanılmıştır (Scacchi 2000). Bu metot, implant yüzeyine yüksek derecede titanyum tozlarını püskürterek bunların yüzey ile birleşimini sağlayarak yapılır. Yüzeyde 30 μm kalınlığında bir film tabakası bulunur. Ancak tabakanın düzgün olabilmesi için 40-50 μm kalınlığında olması gerekir. Sonuç olarak TPS kaplama ortalama 7 μm’lik bir pürüzlülük sağlar ve implantın yüzey alanını genişletir (Le Guehennec ve ark. 2007). Bu üç boyutlu topografyanın,
kemik implant arayüzünde çekme kuvvetini artırdığı gösterilmiştir (Buser ve ark. 1991).
Leize ve arkadaşları (2000) çeşitli sebeplerle sökülen TPS kaplı implantları elektron mikroskobu ile incelediklerinde kemik ile kimyasal bir bağlantı kurulduğunu, pürüzlü yüzey içine doğru kalsiyum fosfat kristallerinin büyüdüğünü gözlemlemişlerdir. Bu çalışmada pürüzlü titanyum yüzeye çok yakın, çaplar 5-50 nm arasında değişen titanyum parçacıkların varlığı da gösterilmiştir.
Babunlarda plazma spreyi uygulanmış ve tornalanmış yüzeylerin biyolojik cevaplarının bir karşılaştırılması yapılmıştır. İmplantasyondan 6 ay sonra (protetik rehabilitasyon yapılmamıştır) kemik-implant temas ( KİT ) oranları yönünden gruplar arasında istatiksel olarak anlamlı farklılıklar gözlemlenmemiştir (sırasıyla
plazma sprey uygulanmış ve tornalanmış yüzeylerde %55.9 ve %56.2 ) (Carr ve ark. 2000).
Domuzların kullanıldığı klinik öncesi bir çalışmada, ortalama 0.2 μm pürüzlülükle hazırlanan TPS yüzeyli implantlar düz yüzeyli implantlar ile kıyaslandığında kemik implant arayüzü oluşumu daha yüksek çıkmıştır. Bununla birlikte implanta komşu kemikte titanyum partikülleri tespit edilmiştir (Urban ve ark. 2000). İmplantlardan salınan metal iyonları çözünme, sürtünme ve aşınma ürünü olabilir ve potansiyel zararlı lokal ve sistemik kanserojen etkileri nedeniyle endişe kaynağı olabilir (Browne ve Gregson 2000, Martini ve ark. 2003). Bununla birlikte salınan titanyum iyonlarının lokal ve sistemik yan etkilerinin olduğu evrensel olarak kabul edilmiş değildir (Le Guéhennec ve ark. 2007).
Karşılaştırmalı bir klinik çalışmada, TPS ve kumlanmış asitlenmiş yüzeyli implantlarla kıyaslandığında, bu iki yüzey arasında klinik olarak bir fark gözlenmemiştir (Roccuzzo ve ark. 2001).
Plazma sprey uygulanmış implant kullanımının bir dezavantajı, implantın yerleştirilmesinden sonra bu titanyum tabakasının ayrılmasıdır. Franchi ve arkadaşları (2004) plazma sprey uygulanmış, kumlanmış ve asitle pürüzlendirilmiş (100 μm aluminyum oksit veya 120 μm zirkonyum oksit parçacıklarıyla kumlanmış) ve tornalanmış implantlar üzerinden partiküllerin ayrılmalarını incelemişlerdir. Koyunların femoral ve tibial diafizlerine yerleştirilmelerinden 14 gün sonra sadece titanyum plazma sprey uygulanmış yüzeyli örneklerde titanyum artıkları gözlenmiştir. Bu olgu implant yerleşimi sırasında kemik kavitesi ile implant yüzeyi arasındaki sürtünme ile ilişkilendirilebilir; ancak sürecin oluşumu aydınlatılmış değildir.
Kumlama ( Blasting )
Titanyum yüzeyinin pürüzlendirilmesi için uygulanan bir başka metot da abraziv seramik partiküllerin bir sıvı aracılığıyla yüzeye uygulanması ile yüzeyin kumlanmasıdır. Bu seramik parçacıkları daha sonra basınçlı hava ile yüksek hızda yüzeye uygulanırlar. Parçacıkların büyüklüklerine göre, titanyum yüzeyinde değişik
yüzey pürüzlülükleri elde edilir. Bu kumlama materyalleri kimyasal olarak stabil ve biyouyumlu olmalı ve implantların osseointegrasyonuna engel olmamalıdır. Genelde kullanılan seramik parçacıkları alumina ( Al2O3 ), titanyum dioksit ( TiO2 ) ve
kalsiyum fosfattır (CaP) (Bagno ve Di Bello 2004, Le Guehennec ve ark. 2007).
Yüzeyin kumlanarak işlenmesinde rol oynayan elemanlar basınçlı hava, çeşitli özellikteki kumlar, hava ve kum tankları, kum püskürtme memeleridir. Kum püskürtme memelerine ‘nozul’ denmektedir. Yüzey topografisini en çok etkileyen elemanlar hava basıncı ve kullanılan sarf malzemesinin cinsidir. Genellikle; alüminyum, silis ve titanyum, cam, trikalsiyum fosfat (TCP), hidroksiapatit(HA), yakut kullanılmaktadır (Ivanoff ve ark. 2001, Novaes ve ark. 2002, Cannizzaro ve Leone 2003, Marinho ve ark. 2003, Mazor ve Cohen 2003, Mueller ve ark. 2003).
Bazı çalışmalarda kumlamanın osteoblastların yapışması, proliferasyonu ve farklılaşmasını sağladığı gösterilmiştir (Bowers ve ark. 1992, Schwartz ve ark. 1996). Diğer yandan fibroblastların bu yüzeylere bağlanmada daha fazla zorluk çektiği bulunmuştur; bu, yumuşak doku proliferasyonunu sınırlayabilir ve kemik yapımına potansiyel olarak fayda sağlayabilir (Bluementhal ve Cosma 1989, Abron ve ark. 2001).
Alumina ( Al2O3 ) uygulanabilirliği kolay olan ve yüzeyde değişik pürüzlülük
yaratabilen bir materyal olmasına karşın bazı dezavantajları mevcuttur. İmplant yüzeyine gömüldüğü için, ultrasonik temizleme, asit pasifizasyonu ve sterilizasyondan sonra bile kalıntı bırakır. Al2O3 asitte çözünmez ve titanyum
yüzeyinden uzaklaştırılması çok zordur. Bu yüzden titanyumun mükemmel korozyon direncinin düşmesine sebep olabildiği bildirilmektedir (Aparicio ve ark. 2003). Kumlama işleminin yüzeyde kalıntılar bırakması sonucu kemik iyileşme sürecini değiştirebileceği, bazı yazarlar tarafından yüzeyde kalan Al2O3 parçacıklarının
osseointegrasyona bu süreci katalize edeceği için fayda sağlayacağına (Wennerberg ve ark. 1996(a)), buna karşın bazı araştırmacılar ise kalsiyumla olası bir yarışma içerisinde olacakları için aluminyum iyonlarının kemik oluşumunu bozacağına inanmaktadırlar (Bluementhal ve Cosma 1989, Savarino ve ark. 1993, Toni ve ark. 1994, Darwell ve ark. 1995). İmplant yüzeylerinde kalan artık Al2O3 parçacıklarının
tasarlanmıştır. Destek implantlara kumlama(100-120 μm Al2O3 parçacıklarla) veya
kumlama ve dekontaminasyon (ultrasonik banyoda )süreci yapılmış ve tavşanlara yerleştirilmiştir. 4 hafta sonra KİT değeri, implant yüzeyi ile temasta olan çok çekirdekli hücreler veya osteoklastların sayımı, implant yüzeyinden 3mm. uzakta çok çekirdekli hücreler veya osteoklastların sayımı sonucu gruplar arasında anlamlı farklılık olmadığı belirlenmiştir. Yazarlar bu histolojik sonuçların implant yüzeyinde kalan Al2O3 parçacıklarının titanyum dental implantların osseointegrasyonunu
etkileyeceği hipotezini destekleyecek kanıt oluşturmadığını öne sürmüşlerdir (Piattelli ve ark. 2003).
Titanyum dioksit (TiO2) parçacıkları ortalama 25 μm büyüklüğe sahiptir ve
dental implantlarda 1-2 μm civarında ortalama bir pürüzlülük oluştururlar. TiO2 ile
pürüzlendirilmiş implantların, düz yüzeylere oranla çok daha fazla kemik teması sağladığını bildiren bir çok deneysel çalışma (Gotfredsen ve ark. 1995, Rasmusson ve ark. 2001), daha yüksek kemik seviyeleri ve uzun dönem başarı sağladığını bildiren birçok klinik çalışma mevcuttur (Gotfredsen ve Karlsson 2001, Rasmusson ve ark. 2005).
Tavşan tibialarında yüzeyleri TiO2 ile kumlanmış (25 μm parçacıklar)
tornalanmış dental implantlarla karşılaştırılmıştır. Yerleştirildikten 12 hafta sonra TiO2 ile kumlanmış implantlar (35.4 Ncm) tornalanmış implantlara (29.2 Ncm) göre
istatistiksel düzeyde anlamlı olarak daha yüksek çıkarma torku değerleri göstermiştir. Bununla beraber KİT değerleri implantlar arasında farklılık göstermemiştir; ancak kumlama grubunda genel olarak daha yüksektir (sırası ile %40.9 ve %34.5) (Wennerberg ve ark. 1995).
Tavşanlar üzerinde 25 μm’lik Al2O3 parçacıkları ve 25 μm’lik TiO2
partikülleri ile yüzeyleri kumlanmış implantlar tibialara yerleştirilerek karşılaştırılmıştır. 12 hafta sonra aynı büyüklükte parçacıklarla yüzeyleri kumlanmış olan implantların çıkarma torku (Al2O3 ve TiO2 bölgelerinde sırası ile 26.5 Ncm ve
24.9 Ncm ) veya KİT değerlerinde (Al2O3 ve TiO2 bölgelerinde sırası ile %49.2 ve
%47.6) istatistiksel olarak anlamlı farklılıklar gözlenmemiştir (Wennerberg ve ark. 1996(b)).
İnsanlarda TiO2 ile kumlanmış (25 μm parçacıklar) ve tornalanmış yüzeylerin
karşılaştırıldığı bir çalışmada, 27 hastaya mikroimplantlar yerleştirilmiş ve maksillada ortalama 6.3 ay ve mandibulada ortalama 3.9 aylık bir iyileşme dönemi sonrasında çıkarılmıştır. Sonuçların analizi kumlanmış implantlar da tornalanmış gruba göre (sırası ile %37 ve %9) belirgin olarak daha yüksek KİT sonuçları elde edildiğini ortaya koymuştur (Ivanoff ve ark. 2001). Bununla birlikte bu bulgular bir klinik değişiklik yapılması gerektirmeyebilir. Örneğin bir klinik çalışmada 18 dişsiz hastaya titanyumla kumlanmış ve tornalanmış yüzeyleri olan implantlar yerleştirilmiştir. Protetik rehabilitasyon yapılmış ve iki yıl sonrasında, kümülatif başarı oranları (sırası ile %100 ve %97.7) veya marjinal kemik kaybı (sırası ile -0.2 mm ve 0-0 mm) yönünden istatistiksel olarak anlamlı farklılık bulunmamıştır (Van Steenberghe ve ark. 2000).
TiO2 parçacıkları ile pürüzlendirilmiş ve en yaygın olarak kullanılan
implantlar Astra–Tech firmasına ait TiOblastTM implantlarıdır (Rasmusson ve ark. 2005).
Ericsson ve arkadaşları (1994), köpeklerde küçük azı dişlerinin çekiminden 4 ve 6 ay sonra iki dönemde aynı hayvanlara cilalı Astra–Tech marka implantlar ve TiO2 kumlama ile pürüzlendirilen versiyonunu (TiOblast TM) yerleştirerek iki ay ve
dört aylık iyileşme dönemlerinden sonra histomorfometrik inceleme yapmışlardır. İki aylık sonuçlarda kemik teması her iki tip implant için de ortalama % 40 olup istatistiksel anlamlılık göstermezken, dört aylık iyileşme döneminden sonra TiO2
kumlamada % 65, cilalı implantlarda % 42.9 kemik teması saptandığı ve pürüzlülüğün kemik cevabını stimüle ettiği ileri sürülmektedir.
Cooper ve arkadaşlarının (1999) yaptığı, bir çalışmada TPS, Machined, Tioblast yüzeylerde mineralizasyon ve kalsiyum fosfat düzeyleri ölçüldüğünde TPS yüzeylerde, Tioblast yüzeylere göre çok düşük olduğu gösterilmiştir
Albrektsson ve Wennerberg (2004), TiOblastTM implantları daha düz ve daha pürüzlü yüzeylerle karşılaştırdığı çalışmasında, her iki yüzeyde de TiOblastTM implant yüzeyinden daha zayıf kemik cevabı bulduğunu bildirmektedir.
Albrektsson ve Wennerberg (2004), TiUnite®, Frialit-2, Sand Blasted-Large Grit-Acid Etched (SLA), Osseotite ve TiOblastTM implantlarla ilgili yapılmış retrospektif, prospektif ve karşılaştırmalı çalışmaları incelemişler ve en başarılı ve uzun çalışmaların TiOblastTM implantlar ile ilgili olduğunu belirtmişlerdir.
Hidroksiapatit (HA), beta trikalsiyum fosfat gibi kalsiyum fosfatlar da pürüzlendirmede kullanılan diğer materyallerdir. Bu materyaller biyouyumlu, osseokondüktif ve rezorbe olabilen özelliklere sahiptir. Yine bu materyallerin de düz yüzeylere olan üstünlüğünü bildiren çalışmalar mevcuttur (Novaes ve ark. 2002, Piattelli ve ark. 2002).
Kimyasal Metotlar
Kimyasal metotlar, titanyumun kimyasal yapısında özellikle de yüzey tabakasında modifikasyonlar yapmak için uygulanırlar. Kullanılan kimyasal teknikler:
Asitle pürüzlendirme (asit etching)
Dental implantların anodizasyon ile pürüzlendirilmesi
Asitle Pürüzlendirme (Asit Etching)
Kumlama işlemi sonrasında kalan artıkların implant yüzeyinde kalmalarını engellemek, yüzeyin uniform olmayan biçim almasından kaçınmak ve implant gövdesinden metalik materyal kaybını kontrol etmek için titanyum alt yapıya asitle pürüzlendirme yapılması önerilmiştir (Scarano ve Piatelli 2005). Hidroklorik asit (HCl), sülfürik asit (H2SO4), nitrik asit (HNO3) ve hidroflorik asit (HF) gibi güçlü
asitlerle titanyum yüzeylerin pürüzlendirilmesi çok fazla kullanılan bir başka pürüzlendirme metodudur. Asitleme ile implant yüzeyinde 1.5-2 μm çapında mikro çukurcuklar oluştuğu bildirilmektedir (Massaro ve ark. 2002).
Yüzeylerin asit ile işlenmesinde asit solüsyonunun konsantrasyonu, ısısı, işlem süresi etkilidir (Sykaras ve ark. 2000, Szmukler-Moncler ve ark. 2004).
Ultrasonik banyo ya da manyetik karıştırıcı kullanılarak da asitle pürüzlendirme işleminin etkinliği artırılabilir (Takeuchi ve ark. 2003).
Asitle pürüzlendirme işlemlerinden kaynaklanan bazı yüzey özellikleri oluşmaktadır. İşlemin etkinliği bir önceki yüzey işlemine ve kaybedilen madde miktarına bağlıdır. “Yumuşak” işlemler bir önceki topografinin ana özelliklerini korumaktadır. Eğer, önemli miktarda madde kaybı sağlanırsa topografi asitle dağlama işlemi tarafından belirlenmektedir (Brunette ve ark. 2001).
Asitle pürüzlendirme işlemi öncesinde kumlanmış yüzeyler, genellikle daha düzensiz ve pürüzlü bir görünüm göstermektedir (Araujo ve ark. 2001).
Asitle pürüzlendirme işlemi ile yapılan araştırmalar incelendiğinde çeşitli asit solüsyonu karışımlarının titanyum yüzeylerin pürüzlendirilmesinde kullanıldığı gözlemlenmektedir. Cho ve ark. (2003) %12.24 ve 48 oranlarında HF içeren %70’lik HCl-H2SO4 asit solüsyonları ile pürüzlendirilerek bu yüzeylerin burkulma tork
değerlerini incelemişlerdir. Anselme ve Bigerelle (2005) saf titanyum yüzeylerin asitle dağlanmasında %10’luk HF asit solüsyonu kullanmışlardır. Ticari implant sistemleri incelendiğinde alternatif işlemlerin uygulandığı gözlemlenmektedir. Osseotite® yüzeye sahip implantların (3i/Implant Innovations) yüzeyleri HF ile pürüzlendirme işlemi sonrasında HCl-H2SO4 asit solüsyonu ile pürüzlendirme
işleminin uygulanması ile elde edilmektedir (Cordioli ve ark. 2000). ITI® SLA yüzeye sahip implantların (Straumann) yüzeyleri ise 250-500 μm Al2O3 tanecikleri
ile kumlama işlemi sonrasında HCl-H2SO4 asit solüsyonları ile pürüzlendirme
işleminin uygulanması ile elde edilmektedir (Zinger ve ark. 2004).
Araştırmacılar tavşan femurlarına yerleştirerek tornalanmış ve asitle pürüzlendirilmiş (HCl ve H2SO4) implant yüzeylerini karşılaştırmışlardır
(Klokkevold ve ark. 1997). Pürüzlendirilmiş yüzey çok küçük (1 ila 2 μm) çıkıntı ve girintilerin düzenli dağılımı olarak karakterize edilmiştir. İmplantların çıkarma torku değerleri; tavşanlara yerleştirilmelerinden 2 ay sonra değerlendirilmiş ve asitle pürüzlendirilmiş implantlar için (20,50 Ncm) tornalanmış implantlara (4,95 Ncm) göre 4 kat daha yüksek değerler elde edilmiştir.
Cho ve Park (2003), titanyum implantları ilk önce 120 saniye HF, daha sonra da 80ºC de konsantre HCl ve H2SO4 karışımına sokarak çift asitleme tekniği (dual
etching) ile pürüzlendirmiş ve daha sonra tavşan kemiğine uygulamışlardır. Yapılan çıkarma torku deneylerinde düz yüzeylere nazaran belirgin farklılık saptandığı belirtilmektedir.
Sand Blasted-Large Grit-Acid Etched (SLA) implant yüzeyleri, kumlanmış ve asitlenmiş titanyum yüzeyleri olarak 1997’de Straumann tarafından piyasaya sürülmüştür (Martin ve ark. 1995). Sand Blasted-Large Grit-Acid Etched (SLA) yüzey, kaplama bir yüzey değildir. Büyük kum tanelerinin implant üzerine püskürtülmesi ile makro pürüzlülük oluşturulur. Asitin yüzeye uygulanmas ile 2-4 μm mikro çukurcuklar elde edilir. Sand Blasted-Large Grit-Acid Etched (SLA) implant yüzeyleri orta derece pürüzlü yüzeylerdir. Pürüzlülük derecesi implant yüzeyi boyunca aynıdır. Buser ve ark. (1991), farklı implant yüzeylerinde kemik-implant temasını histolojik olarak incelemişler ve Electropolished, Medium-grid kumlanmış-asitlenmiş, TPS, Large-grid kumlanmış, HA kaplama, SLA yüzeyler kıyaslandığında, HA kaplı yüzeylerden sonra en çok kemik-implant temasının SLA yüzeylerde olduğunu bulmuşlardır. Martin ve ark. (1995) osteoblast benzeri hücrelerde alkalen fosfataz aktivitesinin TPS yüzeylere göre SLA yüzeylerde daha fazla olduğunu göstermişlerdir. Li ve ark. (2002), SLA yüzeylerle, asit uygulanmış torna yüzeylerin biyomekanik olarak osseointegrasyonunu kıyaslamışlar ve SLA yüzeylerin tork direncini daha yüksek bulmuşlardır.
Ayrıca asitle dağlama işlemi haricinde alkali ile dağlama da yapılabilmektedir. Lim ve ark. (2001) saf titanyum ve TiAl6V4 alaşımını sodyum
hidroksit (NaOH) ile muamele ederek hava ortamında 600ºC’de 1 saat oksitlenmesi için bekletmişlerdir.
Gil ve ark. (2002) ayna parlaklığındaki 2. tip saf titanyum plakları NaOH ile muamele ederek 600ºC’de 1 saat beklettikleri çalışmada oluşan alkali titanat hidrojelinin biyouyumluluğu arttırdığını bildirmişlerdir.
Dental İmplantların Anodizasyon ile Pürüzlendirilmesi
Metal yüzeyler üzerinde farklı tipte koruyucu oksit tabakalarının üretiminde kullanılan bir işlemdir. Elektrolit boyunca taşınan oksijen iyonları örneğin üzerinde pasif bir oksit tabakası oluşturmaktadır (Branemark ve ark. 1985). Çeşitli seyreltik asit çözeltileri titanyumun oksitlenmesinde kullanılmaktadır. Örneğin kromik asitle yapılan anodik oksitleme işlemi yüzeyde amorf titanyum oksit oluşturmaktadır (Lim ve ark. 2001).
Yüzey mikroyapısı ve yüzey kimyasındaki değisiklikleri işlem sürecinde arttıran bir diğer yüzey modifikasyonu elektrokimyasal anodizasyondur. Bu işlem, pasifleştirilmiş yüzeylerle karşılaştırıldığında titanyum oksit tabakasının kalınlaşmasıyla sonuçlanır. Bu süreç boyunca oksit tabakada pöröz mikroyapılar oluşur. Birçok hayvan çalışması ve klinik çalışma bu yüzey modifikasyonunun diğer yüzeylere göre, erken implantasyon zamanında konak implant cevabını arttırdığını göstermiştir (Sul ve ark. 2006).
Dental implantlarda en fazla kullanılan materyal olan saf titanyumun biyouyumluluğunun mükemmel olmasını sağlayan oksit tabakası, 5nm civarında bir kalınlığa sahiptir. Bu oksit tabakasının kalınlaştırılmasının kemik cevabını olumlu yönde etkilediği, yapılan çalışmalarda bildirilmiştir (Albrektsson ve ark. 2000, Henry ve ark. 2000).
Larsson ve ark. (1997), 3-5 nm oksit tabakası kalınlığına sahip implantlarla 200 nm oksit tabakasına sahip implantlar arasında histomorfometrik analizde hiçbir fark saptamadıklarını belirtmektedirler.
Titanyumun hidroklorik asit (HCl), orto fosforik asit (H3PO4), nitrik asit
(HNO3), hidroflorik asit (HF) gibi güçlü asitler içerisinde yüksek yoğunlukta (200
A/m2) veya potansiyelde (100 V) potansiyostatik veya galvanostatik anodizasyonu sonucu mikro veya nano poröz yüzeyler elde edilebilmektedir. Anodizasyonun sonucunda titanyum yüzeyindeki oksit tabaka 600-1000 nm veya daha kalın olmaktadır. Bu oksit tabakanın konveksiyon çizgilerinde çözünmesiyle yüzeyde mikro veya nano çukurcuklar elde edilmektedir (Le Guehenne ve ark. 2007).
